试析大断面公路黄土隧道开挖施工坍塌的原因与预防

黄土地区开挖隧道易产生坍塌的施工事故,文章结合某工程工作实践,具体分析了在黄土隧道开挖中产生坍塌的原因,并对如何在施工中预防坍塌进行了探讨.     

三峡深水截流堤头坍塌计算及预报

长江三峡大江截流是目前世界上规模最大的深水截流工程 ,截流成败的关键在于堤头进占安全。为了掌握堤头坍塌规律并指导三峡工程大江截流的实施 ,在给出深水截流堤头坍塌计算式组的基础上 ,针对三峡大江深水截流进行了堤头坍塌计算 ,求出了在不同抛投料粒径、不同稳定坡度和不同流量条件下的堤头坍塌长度和体积 ,并点绘成图以便在实施过程中进行坍塌预报。计算及预报成果经三峡工程大江截流的实践验证 ,表明与实际坍塌情况相吻合 ,对保障安全截流起到了重要作用     

浅谈软弱围岩中的隧道施工

阐述了隧道坍塌的危害性,分析了在软弱围岩中开挖及施工中坍塌的原因,从开挖、支护、改良、加固等方面,提出了软弱围岩施工中应采取的措施和方法。     

硬脆性泥页岩渗流-应力耦合井壁坍塌压力计算方法

硬脆性泥页岩的井壁坍塌是制约我国油气资源战略向深部地层成功转移的重要技术瓶颈。建立了裂缝渗流-应力耦合作用下孔隙压力的计算模型,选用弱面破坏准则,综合考虑各向异性、裂缝产状、井眼轨迹、地应力、渗流应力的影响建立了硬脆性泥页岩井壁坍塌压力的计算方法,分析了裂缝渗流、井眼轨迹和裂缝产状对坍塌压力的影响规律。研究发现,钻井液沿裂缝渗流导致坍塌压力升高,渗流初期坍塌压力升高较快,随时间推移,升高量逐渐逐渐减小;在高倾角裂缝中沿裂缝倾向钻进水平井坍塌压力较低。改善钻井液的封堵性、流变性和润湿性,减缓钻井液沿裂缝面的渗流,避免在坍塌压力较高的区域钻井,是该类地层安全钻井的关键。     

易坍塌地层椭圆形井眼内套管应力的有限元分析

根据多孔弹性理论，对易坍塌地层井壁围岩的应力分布进行了分析，得出了易坍塌地层的井眼为椭圆形的结论。针对易坍塌地层的特点，用有限元方法分析了套管在椭圆形水泥环条件下的应力分布。数值计算结果表明，在保证固井质量的前提下，椭圆形水泥环有利于改善易坍塌地层套管的应力状态，应该在设计中予以考虑。但是，扩大井眼尺寸会影响到固井质量，必须将井眼椭圆度控制在一定范围内。     

易坍塌地层椭圆形井眼内套管应力的有限元分析

根据多孔弹性理论 ,对易坍塌地层井壁围岩的应力分布进行了分析 ,得出了易坍塌地层的井眼为椭圆形的结论。针对易坍塌地层的特点 ,用有限元方法分析了套管在椭圆形水泥环条件下的应力分布。数值计算结果表明 ,在保证固井质量的前提下 ,椭圆形水泥环有利于改善易坍塌地层套管的应力状态 ,应该在设计中予以考虑。但是 ,扩大井眼尺寸会影响到固井质量 ,必须将井眼椭圆度控制在一定范围内     

伊通地区地层坍塌机理及防塌对策研究

摘要：为了研究伊通地区易坍塌地层的坍塌机理和防塌对策,根据目前国内外井壁稳定研究状况,本文着重进行了进行岩芯的特征观察,岩石矿物成分分析,泥页岩理化性能测试。在泥页岩理化性能的测定中,主要选择了阳离子交换容量,比吸水量,泥页岩回收率和泥页岩膨胀率的测定。根据测定结果,进行坍塌机理的分析,进而针对坍塌机理提出防塌对策。     

小那丫隧道坍塌原因分析及处治技术

广(南)砚(山)高速公路小那丫隧道,地处云南省砚山县境内,工程地质条件极其复杂,在施工过程中,多次发生坍塌事故,严重影响了工程的进展.在研究隧道工程地质、水文、设计、施工等基础上分析了其坍塌变形原因.并利用双层钢拱架加固初期支护、小拱部开挖支护、大管棚预支护等施工技术顺利通过了坍塌体.实践证明,这是一种既安全可靠,又经济合理的隧道坍塌整治措施.     

非正常井眼对气体钻井下部钻具受力影响研究

提出了气体钻井中有井壁坍塌的非正常井眼下部钻具受力影响的研究,根据现场井眼坍塌形状,将该非正常井眼简化为椭圆截面的坍塌井眼,建立了下部钻具有限元分析的力学模型,开发了其有限元分析的ANSYS-APDL程序,可以方便地对钻具进行有限元力学分析。研究了4种非正常井眼情况下,下部钻具的受力情况,得到了钻具在坍塌井眼附近的变形位移、钻具弯矩、钻具内的应力分布大小以及钻头的偏转角等,为气体钻井坍塌井眼的井斜机理研究提供了研究方法和为其防斜打快提供了理论依据。     

山西省阳曲县城区黄土坍塌成因及防治建议

介绍了山西省阳曲县城区黄土坍塌简况,分析了黄土坍塌产生的条件,提出了防治黄土坍塌的建议,对预防黄土坍塌具有借鉴意义。     

考虑尺寸效应的井壁坍塌压力统一强度理论解

针对目前井壁坍塌压力理论计算中未考虑井眼尺寸的问题,依据双剪统一强度理论,引入中间主应力参数b,通过理论分析和实践验证,推导了考虑井眼尺寸的垂直井井壁坍塌压力计算表达式。分析了井眼尺寸、b值、岩石完整性等因素变化对井壁坍塌压力的影响。结果表明:井眼尺寸对浅层井壁稳定的影响较大,井眼扩大或井深增加,井壁坍塌压力相应增加;随着井眼尺寸增大,中间主应力对深层井壁坍塌压力的影响逐渐增加;同一深度处围岩整体性越差,井壁坍塌压力相应越高。本文所推导垂直井井壁坍塌压力计算公式可以对不同井眼尺寸的井壁坍塌压力做出预测,同时考虑中间主应力效应可以充分发挥井壁围岩的强度,为现场低密度钻井液的应用提供理论支持。     

层理地层基质与弱面坍塌失稳规律分析

渤海深部地层中存在大量的硬脆性泥页岩,易发生井壁失稳问题。将硬脆性泥页岩当作一种横观各向同性介质,建立了横观各向同性地层井周基质及层理弱面应力计算模型,在此基础上,获取了弹性参数各向异性、井眼轨迹及层理产状对井壁坍塌破坏的影响规律。研究表明,各向异性对层理弱面应力分布影响显著,与各向同性模型相比,误差最大约为31%;随弹性模量各向异性程度增大,井壁坍塌风险增高;直井钻进时,井壁坍塌破坏方位不仅受水平地应力方位影响,还与层理弱面的倾斜角和倾向角、井眼轨迹等参数相关。随层理面倾斜角和倾向角增大,井壁坍塌形状依次为岩石只发生沿水平最小地应力方位的基质坍塌、层理面单对角坍塌及层理面双对角坍塌,基质坍塌方位对应最小地应力方位,层理面坍塌方位与弱面的倾向方位保持一致,最优钻井方位应结合层理弱面的倾向;当定向井钻进时,井眼沿井斜30°~75°,最大地应力方位附近,坍塌最为严重。对渤中一口深井进行井壁失稳实例分析,分析结果与实际情况吻合良好,研究成果对层理地层钻井作业有一定的指导意义。     

从模架支撑体系坍塌谈预防措施

公共建筑多以大跨度砼结构为主,而近年来在大跨度砼结构施工过程中频频发生模架支撑体系坍塌事故,造成了人员和财产的损失。本文以一起坍塌事故为例分析了事故的发生原因及预防措施。     

某隧道坍塌施工处理

重庆轨道交通某暗挖地铁车站左线DK55+962-DK55+985段在施工过程中发生坍塌,分析坍塌原因后,结合工程实际,采用砂浆回填辅以工字钢拱架处理坍塌区,在处理段埋设监测断面,现场监控量测得到的隧道拱顶下沉、收敛位移和钢拱架应力小于规范允许值,表明砂浆回填方法处理坍塌区效果良好.     

浅埋暗挖隧道施工坍塌的预控与对策

结合某热电厂配套热力管线工程的地质情况，分析浅埋暗挖隧道施工过程中出现坍塌的原因，提出了坍塌的预控措施和对策。     

拆除爆破中墙体剪切坍塌模型及力学判据研究

提出了墙体剪切坍塌破坏的结构模型,从能量观点出发,结合对模型的分析给出了墙体爆破缺口的实用计算方法.通过对拆除爆破中墙体发生剪切坍塌的力学条件分析,给出了墙体剪切长度的计算公式.上述研究为拆除爆破中运用延时爆破改变楼房的破坏机制,控制坍塌姿态提供了理论依据.图2,表2,参6.     

基于双剪统一强度理论的垂直井井壁坍塌压力解

针对钻井过程中井壁坍塌压力的理论计算值与实测值存在较大差异的问题,依据井壁力学模型和双剪统一强度理论,通过理论分析和实践验证,推导得出了不考虑渗透作用的垂直井井壁坍塌压力统一解表达式,并分析了不同b值、不同深度、不同强度准则下井壁坍塌压力的变化趋势。结果表明:当井深一定时,随着b值的增大,井壁坍塌压力相应降低。同一b值条件下,随着井深的增加,井壁坍塌压力相应提高。中间主应力对浅层井壁坍塌压力的影响较深层大,中间主应力的引入对井壁岩石强度的提升有着积极作用。文中建立的井壁坍塌压力解公式可以通过改变b值的大小调整中间主应力的贡献,以适应不同地质条件下垂直井井壁的坍塌压力计算。     

关于公路边坡坍塌问题的探讨

公路边坡坍塌是公路常见的一种地质和路基病害。特别是雨季，在暴雨过后或连续几天降雨后都极易发生此类病害，其坍塌规模从几十立方米至几千、上万立方米。不论坍塌规模的大与小，因该类病害突发性较强，往往危及行车安全，给国家和人民生命财产造成重大损失。因此，分析路基土质边坡坍塌原因，采取相应的防治措施，对新建或现有高速公路的设计施工及养护均有重要意义。本文主要介绍了边坡坍塌现象及特征，并分析了公路边坡坍塌灾害发生机理及影响因素，探讨了公路边坡坍塌灾害的主要防治措施。     

长水平段钻井泥岩井壁坍塌周期分析

泥页岩地层井壁失稳是国内外各油气田钻井过程中普遍存在且至今未能完全解决的世界性难题;但在致密泥岩长水平段钻进时,井壁失稳问题更加突出。考虑化学势差、水力压差和岩石骨架变形的耦合作用,同时考虑泥岩吸水引起的强度弱化,提出了泥岩流-固-化多场耦合坍塌周期分析模型。利用该模型,定量分析了泥岩渗透率、吸水扩散吸附系数、钻井液活度和膜效率对地层孔隙压力、地层强度以及坍塌周期的影响规律。结果表明:1泥岩渗透率越小,阻碍水力压力传递的能力越强,地层孔隙压力增长越慢,井眼坍塌周期越长;2钻井液化学作用对井周压力传递和坍塌周期影响显著,当钻井液活度高于地层活度时,井眼附近孔隙压力显著增大,井眼坍塌周期缩短;膜效率越大,则地层孔隙压力和井眼坍塌周期变化幅度越大;3泥岩强度弱化是影响坍塌周期变化的重要因素。随着吸水扩散系数增大,近井地层泥岩强度迅速降低,井眼坍塌周期显著缩短;4研究区域沿最小水平地应力方向水平钻进时,井眼坍塌周期最长,随着与水平最小地应力夹角的不断增大,井眼坍塌周期不断缩短,沿最大水平地应力方向时,井眼坍塌周期最短。     

利用图版法预测欠平衡钻井井壁稳定性

与常规钻井液钻井相比,欠平衡钻井技术在提高机械钻速、保护油气层等方面有着无可比拟的优势;其中井壁稳定是欠平衡钻井过程中最为突出的问题。目前对于欠平衡钻井没有一套合理的井壁稳定分析方法,给现场钻井带来很多困难,需要进行欠平衡钻井井壁稳定性预测方法研究;通过建立坍塌周期图版来预测欠平衡钻井井壁稳定性。介绍了井壁坍塌过程动态计算模型研究、坍塌周期图版绘制、现场试验验证和现场应用。结果表明:国内外首次以坍塌周期图版的形式进行欠平衡钻井井壁稳定性动态预测,坍塌周期图版能够确定合理的钻井液密度,预测井壁坍塌的程度,为欠平衡钻井的设计和施工提供理论依据,是欠平衡钻井技术的配套技术,具有良好的推广应用前景。